Asistió a escuelas militares preparatorias en su juventud y se graduó en la decimosexta promoción de la Academia del Ejército Imperial Japonés en 1904.

Luego de su graduación, fue enviado a Pekín en China como ayudante del agregado militar.

Mientras tanto, Doihara hizo méritos para ascender en el escalafón militar y fue destinado al 2.º Regimiento de Infantería del Ejército Imperial Japonés de 1926 a 1927 y al 3.º en 1927.

El plan era pretender que Puyi había regresado para retomar su trono en respuesta a la demanda popular en Manchuria y, aunque Japón no tenía nada que ver con su regreso, no podía hacer nada para oponerse a la demanda popular.

Para esta operación, Doihara contó con la inestimable ayuda de la espía chino-japonesa Yoshiko Kawashima.

Cuando Doihara se dio cuenta de que sus negociaciones no llevarían a ninguna parte, solicitó al Señor de la guerra de Manchuria, Xi Qia, que avanzara con sus fuerzas para tomar Harbin en detrimento del general Ting Chao; sin embargo, el general Ting Chao pudo vencer a las fuerzas de Xi Qia y Doihara se dio cuenta de que serían necesarias tropas japonesas para tener éxito.

Para justificar esta intervención, Doihara fabricó el llamado Incidente de Harbin.